宝顺改质沥青工段操作规程.docx
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宝顺改质沥青工段操作规程
四.改质沥青工段操作规程
1本装置化工过程的基本原理
法国沥青改质车间对来自焦油蒸馏车间的中温沥青进行热处理,此热处理包括以下三个步骤:
第一步:
沥青聚合,生产β-沥青。
第二步:
聚合沥青进一步处理,生产α-沥青。
第三步:
α-沥青经过汽提生产出高质沥青。
软化点为80-90℃的中温沥青经β管式炉加热后进入β反应釜进行热聚合。
釜底产生的β沥青,一部分在β沥青回路打循环,另一部分经α管式炉加热后送入α反应釜进行热聚合。
釜底产生的α沥青,一部分在α沥青回路打循环,另一部分进入改质沥青汽提塔,α沥青经改质沥青汽提塔的过热蒸汽及α、β反应釜产生的裂解气汽提产生高质沥青。
经过上述步骤处理后,对沥青的软化点、喹啉不溶物(QI)、甲苯不溶物(TI)、结焦值等指标进行调整,得到高质沥青。
2工艺流程
2.1工艺流程简述
法国改质沥青系统分为三个工段。
分别是存储工段、改质工段和成型工段。
现就三个工段的工艺流程叙述如下:
2.1.1存储工段
本工段主要包括导热油加热系统、蒸汽发生及冷凝系统、沥青存储系统三个系统。
导热油系统主要是整个存储工段的供热系统,其基本过程是导热油用泵循环,经导热油炉加热后,送入沥青储槽、蒸汽发生器、废水换热器,然后返回至油气分离器。
蒸汽发生和冷凝系统是整个工程主要的蒸汽供给和回收系统,其基本过程是软水经蒸汽发生器加热产生1.6MPa的蒸汽(S16),部分蒸汽用于管道的伴热和设备的保温,其余部分通过蒸汽减温减压装置产生0.8MPa蒸汽(S8)。
将S16、S8供给需要的管道和设备,再将蒸汽的退气SC16、SC8通过蒸汽冷凝器冷却成软水回收再利用,提高了水的利用效率。
当正常运转后软沥青冷却器和高质沥青冷却器产生1.6MPa蒸汽(S16)能满足生产需要时,蒸汽发生器将停止运行。
沥青存储系统主要包括进料缓冲(510)、沥青的冷却和储存(520)、沥青循环及成型的给料(530)三部分。
进料缓冲部分(510)是由软沥青罐接受来自焦油蒸馏产生的沥青和冷却后的沥青,并进行混合调整温度为进一步加工做好准备工作,调整好后用软沥青高温泵一部分送软沥青冷却器冷却,另一部分送入改质工段做原料。
沥青的冷却和储存(520)是将软沥青泵送来的软沥青和改质工段产生的高质沥青通过软沥青冷却器和高质沥青冷却器冷却并将其储存到相应的储槽中的过程。
在冷却沥青的过程中产生1.6MPa的蒸汽。
沥青循环及成型的给料(530)是将520储存的软沥青用泵进行循环将其中一部分用来与510接受的中温沥青混合,同时将储存的高质沥青也进行循环,并将其中的一部分作为成型工段的原料进行下一步加工。
2.1.2改质工段
1.β沥青的生产
来自焦油蒸馏的中温沥青流入软沥青罐(T5001)。
软沥青罐的中温沥青由软沥青高温泵(P5002)输送至软沥青混合器(M1101)与β沥青混合。
被混合的中温沥青和β沥青进入β沥青管式炉(H1102)加热。
将加热的β沥青送入β沥青反应釜(R1103)。
β沥青反应釜的反应温度、压力和停留时间都是固定的,这就可以控制聚合速率。
一般温度控制在370℃,气压控制在250kpa,停留时间为8小时。
β沥青在β沥青反应釜底部出来通过β沥青循环泵(P1104)在β沥青的回路中再循环。
在泵的出口处,β沥青被分成两股,大量的β沥青被送入软沥青混合器和中温沥青混合后进入β沥青管式炉,其余的β沥青进入α沥青混合器(M1201)与α沥青混合。
β沥青是聚合过程中所获得的主要产物,裂解气则是副产物。
产生的裂解气被回收并在压力控制下送到改质沥青汽提塔(C1301)中。
2.α沥青的生产
β沥青通过α沥青混合器送入到α沥青回路中,在α沥青混合器中,与α沥青进行混合。
混合的α沥青和β沥青进入α沥青管式炉加热(H1202),将加热的α沥青和β沥青混合物送入α沥青反应釜(R1203)中,α沥青反应釜中的温度和压力是固定的。
一般情况下温度固定在378℃,反应釜的压力为240kPa。
停留时间可通过反应釜中的液位和重量控制来调节。
正常情况下,停留时间设定在3-4小时,这相当于反应釜可达到其最大容量的一半。
α沥青通过α沥青循环泵(P1204)在α沥青的回路中再循环。
在泵的出口处,α沥青被分成两部分,大量的α沥青被送入α沥青混合器和β沥青混合后进入α沥青管式炉,其余的α沥青进入改质沥青汽提塔中。
α沥青是聚合过程中所获得的主要产物,裂解气则是副产物。
产生的裂解气被回收并在压力控制下送到改质沥青汽提塔C1301中。
3.废气系统
在α、β沥青管式炉中由燃烧焦炉煤气所产生的废气在废气换热器(E1601)中进一步使用。
废气换热器由两个叠合的部分组成:
蒸汽换热部分在上面、导热油换热部分在下面。
废气流将通过废气换热器上部的1.6MPa的蒸汽加热成400℃的过热蒸汽,该过热蒸汽进入改质沥青汽提塔中。
废气流经废气换热器下部对导热油进行加热。
该导热油来自沥青存储工段。
导热油被加热后返回沥青存储工段。
在废气换热器的出口处,废气被送往烟囱(S1603)中。
若废气换热器出现问题导致不能使用时,可通过更改烟道气管道上的调阀将废气直接送到烟囱(S1603)中。
4.高质沥青的生产
高质沥青(HQP)是通过在改质沥青汽提塔(C1301)中用汽体汽提α沥青所生产的。
汽提塔的进料如下:
来自α沥青反应釜中的α沥青(其进料温度在380℃);从α沥青反应釜和β沥青反应釜通风管道中收集来的裂解气(其进料温度在380℃);来自废气换热器的过热蒸汽(其进料温度在230℃);过热蒸汽的注入由流量控制。
汽提是通过蒸汽和裂解气带走仍存在于沥青中的轻烃,从而提高沥青的软化点生产出高质沥青。
从改质沥青汽提塔底部出来的高质沥青,由改质沥青泵(P1302)通过高质沥青冷却器(E1303)送至沥青储存罐中。
自改质沥青汽提塔顶出来的改质混合气(RMV)首先在汽提塔直接冷凝器(C1304)中被循环的改质油冷却。
其中,存在于改质混合蒸汽中的重有机物质进入重改质油中并被回收。
剩余的改质混合气从汽提直接冷却器顶部出来到汽提最终冷却器(E1308)。
在汽提最终冷却器,改质冷凝液温度从150℃冷却到95℃。
然后,两相冷凝的改质混合液流到改质残油分离器(D1401)中。
在改质残油分离器中,将残油从水(改质废水)中分离出来。
水是轻相液(较低的密度);改质油(HRO)是重相液(高密度)。
改质油由在改质残油分离器下部通过残油液位调节器(D1404)流到改质油槽(T1305),残油液位调节器控制改质残油分离器的分离液位。
从汽提塔直接冷凝器(C1304)出来的改质油被送往改质油罐(T1305)。
来自改质油罐的重改质油通过改质残油泵(P1306)进行循环。
在改质残油泵的出口,改质油被分为两股,主要的部分用作汽提塔直接冷凝器的冷却介质,而其余部分则送往改质油槽。
在改质残油分离器中改质工艺废水溢流至工艺水缓冲罐(T1402)内。
在工艺废水外排泵(P1403)的出口,工艺废水被分为两股,主要的部分用作工艺废水槽的循环,而其余部分则送往污水处理系统。
5.尾气处理系统
尾气是从沥青改质、成型工段和存储工段所收集来的。
尾气被送入尾气喷射器(J7010)内。
该装置充当文氏里管吸入装置的,尾气通过洗油循环产生的吸力被吸入。
洗油在洗油槽液位控下通过自动关闭阀发生转换,其首先允许通过洗油循环泵(P7080A/B)排出受到污染的洗油;其次,补充新鲜的洗油。
处理后的放散气从烟气洗涤塔出来进入燃烧器α、β沥青管式炉中,作为辅料与焦炉气一起燃烧。
2.1.3成型工段
本工段的原料(中温沥青、高质沥青)来自存储工段,原料沥青经沥青循环泵送入本工段。
在进入本工段后,被分成两部分,一部分进入冷却系统,另一部分返回贮槽。
高质沥青首先在初冷换热器中进行冷却,然后进入终冷换热器中进一步冷却,其壳层的冷凝液汽化进入冷凝液循环回路。
冷却后的沥青经沥青给料泵送入沥青成型系统,成型机将把半固态的沥青在水下切割成统一的颗粒,颗粒经输送系统送至沥青库装车或贮存。
2.2附工艺流程图
3设备一览表
序号
设备位号
设备名称及规格
数量
负责岗位
改质工段
1
R1103
B反应器DN3200H=13460V=80m³
1
2
P1104AB
B沥青循环泵Q=85m³/hH=40m
2
附电机N=45KW
2
3
M1101
软沥青混合器
1
4
H1102
B沥青管式炉热负荷227kw
1
5
X1503
B沥青管式炉燃烧器
1
6
R1203
a反应器DN2500H=12108V=45m³
1
7
P1204AB
a沥青循环泵Q=95m³/hH=35m
2
附电机N=45KW
2
8
M1202
a沥青混合器
1
9
H1202
a沥青管式炉热负荷162kw
1
10
X1504
a沥青管式炉燃烧器
1
11
C1301
改质沥青汽提塔DN1450H=10420
1
12
P1302AB
改质沥青泵Q=13m³/hH=29m
2
附电机N=30KW
2
13
C1304
汽提直接冷凝器DN800H=8883
1
14
E1307
改质油冷却器DN210H=4000F=10㎡
1
15
E1308
气体最终冷凝器DN450H=2740F=20㎡
1
16
T1305
改质油槽DN1500H=7000V=7m³
1
17
P1306AB
改质残油泵Q=11.5m³/sH=48m
2
附电机N=7.5KW
2
18
D1401
改质油分离槽DN1500H=3894V=8m³
1
19
T1402
工艺废水槽DN1500H=3000V=5m³
1
20
D1404
残油液位调节器DN300H=965
1
21
P1403
工艺废水外送泵Q=1.6m³/sH=20m
2
附电机N=2.2KW
2
22
E1601
废气换热器DN2500H=8170
1
23
J1070
废气喷射器
1
24
C7020
尾气洗涤塔DN500L=1715
1
25
B7030
洗油槽DN1800L=4922V=11m³
1
26
E7040
尾气处理油冷却器DN300H=4000F=10㎡
1
27
P7080AB
洗油循环泵Q=40m³/hH=32m
2
附电机N=22KW
2
28
T8010
重油放空槽DN1900H=4206V=11m³
1
29
P8011
重油放空槽液下泵Q=10m³/sH=42m
1
附电机N=7.5KW
1
存储工段
1
E1303
高质沥青冷却器DN1700VN=7.5m³H=9176
1
2
E1602
蒸汽发生器DN100H=5500
1
3
T5001
软沥青罐DN300VN=55m³H=6500
1
4
P5002A/B
软沥青高温泵Q=25m³/sH=71
2
附电机N=22KW
5
E5003
软沥青罐气体冷却器DN200H=13616
1
6
T5310/5320/5330
沥青储槽DN10650VN=100m³H=11700
3
7
5311/5321/
5331
沥青循环泵
3
附电机N=22KW
3
8
E5210A/B
软沥青冷却器DN1200H=6909
2
9
E6001
沥青汽化冷却器DN1600
1
10
T6211/6212/6213/6214
混合油储槽DN6720VN=200m³H=7203
4
11
T6201/6202/6203/6204
沥青高置槽DN5000VN80H5943
4
12
P6221A/B
调油泵Q=150m³/sH=80m
2
附电机N=55KW
2
13
T8020
重油放空槽DN1900VN=11m³L=4180
1
14
P8021
重油放空液下泵Q10m³/sH=42m
1
附电机N=7.5KW
15
P9101
齿轮注油泵Q=3.3m³/sH=33m
1
附电机N=1.5KW
1
16
B9102
导热油储槽VN10m³
1
17
T9103
膨胀槽VN=1.2m³
1
18
B9104
油气分离器
1
19
P9106A/B
导热油循环泵Q=160m³/sH=80m
2
附电机N=55KW
2
20
H9107
导热油炉
1
21
B9201
软化水罐DN1800VN=7m³L=3222
1
22
P9202A/B
锅炉给水泵Q=9.5m³/sH=80m
2
附电机N=11KW
2
23
E9203
蒸汽冷凝器DN550L=6493
1
24
B9204
S8蒸汽分离罐DN1000VN=1.7m³H=2374
1
25
B9205
蒸汽分离罐DN1000VN1.7m³H=2366
26
S9206
蒸汽减温减压装置
1
成型工段
1
E3201
沥青初冷换热器F=240㎡
1
2
E3202
沥青终冷换热器F=200㎡
1
3
T3205
冷凝液罐V=1.7m³
1
4
E3204
蒸汽冷凝器F=20㎡
1
5
P3206
冷凝液泵Q=3m³/sH=88m
2
附电机N=2.2KW
2
6
P3203
沥青成型给料泵Q=5.7-15m³/sH=19m
2
附电机N=7.5KW
2
7
P3403
循环水泵Q=100m³/sH=50m
2
附电机N=4.1KW
2
8
F3404
循环水过滤器
4
9
E3405
循环水冷却器F=200㎡
4
10
Z3301
沥青成型机
2
11
T3302
沥青成型池VN=85m³
1
12
L3303
水下沥青输送带
1
13
L3401
刮板机
1
4生产操作指标
(各点的温度、压力、流量等)
4.1存储工段
项目名称
控制要求
控制级别
中温沥青进料温度
370℃
软沥青缓冲槽温度
340℃
高质沥青冷却器入口高质沥青温度
390℃
锅炉给水温度
100℃
软沥青冷却器蒸汽温度
204℃
高质沥青冷却器蒸汽温度
204℃
软沥青冷却器中温沥青进料温度
340℃
软沥青冷却器中温沥青出料温度
220℃
进软沥青缓冲槽的冷沥青温度
220℃
沥青储槽温度
220℃
S8蒸汽分离罐入口蒸汽温度
152℃
蒸汽发生器导热油温度
235℃
重油放空槽温度
220℃
进软沥青缓冲槽的冷沥青流量
3.5t/h
中温沥青进料量
10m³/h
软沥青高温泵流量
25m³/h
进软沥青冷却器沥青流量
3.5t/h
进软沥青混合器沥青流量
13t/h
导热油加热炉煤气流量
300m³/h
软沥青缓冲槽压力
2Kpa
减温减压装置前蒸汽压力
1.6Mpa
S8蒸汽分离罐压力
400KPa
蒸汽分离罐压力
100Kpa
软沥青冷却器压力
1.6Mpa
蒸汽发生器压力
1.6Mpa
高质沥青冷却器压力
1.6Mpa
导热油炉入口压力
0.8Mpa
导热油炉用煤气总管压力
5Kpa
导热油出口主管压力
0.8Mpa
软沥青罐缓冲槽液位
6.5m
高质沥青冷却器沥青液位
6.8m
高质沥青冷却器锅炉给水液位
5.2m
软沥青冷却器沥青液位
4.97m
软沥青冷却器锅炉给水液位
3.7m
沥青储槽液位
0-9m
储槽导热油流量
锅炉给水罐液位
0.9m
蒸汽发生器液位
0.7m
重油放空槽液位
1.45m
沥青循环泵流量
60m³/h
高质沥青冷却器进水流量
2.4m³/h
软水罐补水流量
3.9m³/h
锅炉给水泵流量
9m³/h
4.2改质工段
项目名称
控制要求
控制级别
中温沥青进软沥青混合器温度
340℃
进β管式炉沥青温度
367℃
出β管式炉沥青温度
370℃
β管式炉表面温度
400℃
β反应釜温度
370℃
进α管式炉沥青温度
388℃
出α管式炉沥青温度
390℃
α管式炉表面温度
400℃
α反应釜温度
390℃
α、β加热炉废气出口温度
650℃
汽提塔顶部温度
390℃
汽提塔底部温度
390℃
冷凝器出口裂解气温度
150℃
冷凝器入口改质油温度
150℃
冷凝器出口改质油温度
162℃
改质油槽温度
162℃
汽提最终冷却器循环水出口温度
45℃
改质油分离槽底部温度
95℃
废水槽温度
95℃
废气回收器蒸汽出口温度
400℃
导热油温度
223℃
烟筒底部入口废气温度
300℃
洗油槽温度
60℃
洗油冷却器出口冷却水回水温度
45℃
β反应釜氮气注入量
1.8m³/h
β沥青循环量
60m³/h
中温沥青进入软沥青混合器流量
11m³/h
β反应釜沥青停留时间
8h
进α软沥青混合器沥青流量
11m³/h
α沥青循环流量
95m³/h
α反应釜氮气注入量
2m³/h
α沥青循环量
60m³/h
α反应釜沥青停留时间
2-4h
进汽提塔沥青流量
11m³/h
进β管式炉煤气流量
40m³/h
进α管式炉煤气流量
80m³/h
进汽提塔蒸汽流量
443kg/h
改质油冷却器改质油流量
12m³/h
汽提最终冷却器冷却水流量
26t/h
导热油流量
39t/h
尾气喷射器入口洗油流量
28m³/h
尾气洗涤塔入口洗油流量
3m³/h
洗油冷却器冷却水流量
5t/h
α、β管式炉出口沥青压力
461Kpa
α、β反应釜压力
400Kpa
汽提塔顶部压力
10Kpa
直接冷却器出口裂解气压力
4Kpa
尾气喷射器入口压力
4Kpa
尾气洗涤塔压力
0.8kpa
α、β反应釜液位
2m
汽提塔底部液位
3.672m
直接冷却器底部液位
0.5m
改质油槽液位
3.1m
改质油冷却器液位
3.85m
废水槽液位
2.1m
洗油槽液位
1.3m
改质残油泵出口流量
13m³/h
汽提最终冷却器循环水流量
27m³/h
工艺废水外排泵出口流量
2m³/h
去工艺废水总管水流量
0.5m³/h
4.3成型工段
项目名称
控制要求
控制级别
沥青初冷换热器进口温度
220℃
沥青初冷换热器出口温度
180℃
沥青终冷换热器出口温度
165℃
沥青初冷换热器蒸汽冷凝液流量
477kg/h
沥青终冷换热器蒸汽冷凝液流量
162kg/h
沥青水池补水量
285kg/h
废水循环泵出口流量
150t/h
初冷换热器压力
500Kpa
终冷换热器压力
230Kpa
冷凝液罐压力
170Kpa
初冷换热器液位
1.65m
终冷换热器液位
5.54m
冷凝液罐液位
1.45m
沥青初冷换热器出口流量
9m³/h
沥青初冷换热器进口流量
9m³/h
返回高质沥青储槽流量
51m³/h
单台沥青成型泵流量
5m³/h
单台沥青成型机处理量
5m³/h
沥青初冷换热器产生蒸汽温度
160℃
沥青终冷换热器产生蒸汽温度
130℃
进蒸汽冷凝器蒸汽流量
639kg/h
蒸汽冷凝器入口蒸汽温度
154℃
蒸汽冷凝器出口冷凝液温度
130℃
循环冷却水总流量
99m³/h
5产品及半成品规格
5.1产品规格
产品名称
指标名称
具体数值
控制级别
高质量沥青(HQP)
软化点℃
95-115
甲苯不溶物含量%
33-39
喹啉不溶物含量%
8-14
β树脂含量%
≥25
结焦值%
≥55
灰分%
≤0.25
改质沥青颗粒
软化点
95~115℃
TI
33~39*
QI
8~14*
Β-树脂含量
≥25*
结焦值
≥55*
灰分
≤0.25*(以上*代表115℃软化点)
沥青细粒化百分比
0.8
沥青颗粒平均尺寸
40×15mm
沥青颗粒平均重量
5~12g
水分含量
≤1%
5.2中间产品规格
中间产品名称
控制要求
控制级别
β沥青
α沥青
改质油
工艺废水
洗油
5.3原料、辅料产品规格
原料名称
指标名称
具体数值
控制级别
中温沥青
软化点℃
80-90
甲苯不溶物含量%
15-25
喹啉不溶物含量%
5-7
灰分%
≤0.25
辅料名称
指标名称
具体数值
控制级别
洗油(WO)
密度
1.06g/cm3
蒸馏范围10-90%
250-270℃
初始结晶点
5℃
6分析制度
样品名称
分析频次
质量要求(指标)
分析项目
取样地点
改质沥青
1次∕天
同产品质量控制要求
全分析
改质沥青储槽
改质沥青
1次∕2小时
软化点
改质沥青泵出口
β沥青
α沥青
改质油
工艺废水
洗油
7操作规程
7.1开工前准备工作
1、管道吹扫
1.1缓冲罐进循环泵至β循环系统管线吹扫确认。
1.2β系统至α循系统管线吹扫确认。
1.3α系统至汽提塔管线吹扫确认。
1.4汽提塔至高至沥青冷却器至
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- 宝顺改质 沥青 工段 操作规程
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